Основные виды и характеристики топлив

В настоящее  время естественный газ находит  широкое применение в промышленности и в быту, особенно в районах  его образования.

Среди искусственных  видов топлива особое значение для  кузнечного производства имеют кокс, древесный уголь, жидкое, газообразное и пылевидное топливо. 

Кокс. Кокс получается из каменного угля обработкой в специальных коксовых печах без доступа воздуха. При этом выделяются летучие, образуя богатый по калорийности газ, называемый коксовым, который, в свою очередь, является хорошим топливом.

Кокс содержит 87% углерода, 4% летучих веществ, 8% золы и 1—2% серы. Теплотворная способность  кокса 5600—7000 ккал/кг. В кузнечном  производстве кокс употребляется главным  образом в горнах. 

Древесный уголь. Древесный уголь выжигается из дров в специальных углевыжигательных печах и является лучшим топливом для кузнечных горнов. В древесном угле содержится очень мало золы и практически совсем не содержится серы. Однако ввиду дороговизны он употребляется редко. Древесный уголь содержит 84 % углерода, 14 % летучих и 2% золы. Теплотворная способность его 7000—8000 ккал/кг. 

Жидкое  топливо. Единственным жидким топливом естественного происхождения, имеющим промышленное значение, является нефть. Сырую нефть как топливо в печах не применяют, а применяют продукт ее переработки — мазут, т. е. остатки, получаемые после отгонки из нефти керосина и бензина. Мазут по составу не постоянен, чаще всего содержит углерода 84—86%, водорода 12,4%, кислорода + азота + серы 1,3%, золы 0,3 %, воды 1—2%. Теплотворная способность мазута 9500—10000 ккал/кг. 

Газообразное  топливо. Искусственное газообразное топливо получается путем газификации топлива в газогенераторах или как побочный продукт при других процессах, например, при коксовании — коксовальный газ, в доменном процессе—доменный газ. На металлургических заводах в специальных коксовальных печах вырабатывается кокс, который служит топливом для доменных печей. При этом как побочный продукт получается газ, который называется коксовальным. Теплотворная способность этого газа изменяется в пределах от 4000 до 5000 ккал/м3. 

Для лучшего  и более удобного использования  твердого топлива его превращают в газ в специальных устройствах, которые называются газогенераторами. Например, из торфа получают торфяной генераторный газ, из каменного угля — каменноугольный генераторный газ и т. д.

Теплотворная  способность генераторного газа зависит от вида топлива, из которого получен газ, и от способа газификации. Например, торфяной генераторный газ  имеет теплотворную способность  от 1500 до 1600 ккал/м3, каменноугольный генераторный газ — от 1200 до 1400 ккал/м3. 

Пылеугольное  топливо. Уголь для сжигания в нагревательных печах в виде пыли предварительно размалывается в специальных мельницах до частиц 0,07—0,05 мм. Сжиганием угольной пыли в печах достигается высокая температура нагрева металла. 

Топливо, которое по техническим и экономическим  соображениям невыгодно перевозить на большие расстояния из-за его  низкого качества, как правило, используют вблизи места добычи или получения, называется местным. 

К высококачественному  топливу относятся жидкое топливо  и природный газ. 

Все виды топлива состоят из горючей и  негорючей частей.

К горючей  части относятся: углерод, водород, углеводороды, а также сера, которая  вредна для котлов и окружающего  воздуха. 

К негорючей  части относятся кислород О2, азот N2, влага Н2О, и зола А. Влага и  зола составляют внешний балласт  топлива, а кислород и азот – внутренний. Топливо характеризуется рабочей, сухой и горючей массами. Условия  сжигания твёрдого топлива зависят от количества и свойств имеющихся в нём золы, влаги, количества летучих горючих веществ. При сжигании жидкого топлива (мазута), имеющего высокую вязкость, одна из основных задач - распыление его на мелкие капельки. Газовое топливо наиболее пригодное для смешивания его с воздухом, который необходим для горения, поскольку топливо и воздух находятся в одном агрегатном состоянии.  

Не каждое вещество способное гореть может  быть использовано в качестве топлива. Топливо представляет собой вещество, умышленно сжигаемое для получения теплоты и должно отвечать следующим требованиям: 

1. При сгорании выделять как можно больше теплоты; 

2. Сравнительно легко загораться и давать высокую температуру; 

3. Быть достаточно распространенным в природе; 

4. Его количество и нахождение должно быть рентабельным при добыче; 

5. Дешевым при использовании; 

6. Сохранять свои свойства при хранении и транспортировке. 

Этим  требованиям наиболее полно отвечают вещества органического происхождения: такие как нефть, ископаемый уголь, горючие сланцы, торф.  

По агрегатному  состоянию все виды топлива могут  быть разделены на газообразные, жидкие и твердые, а по происхождению  на естественные и искусственные. 
 
 

3.Уровень  и структура потребления  топлива 
 

Несмотря на огромное разнообразие видов топлива, основными источниками энергии остаются нефть, природный газ и уголь. Положение дел 100 лет назад было освещено Менделеевым. Первые два ископаемых топлива исчерпаемы в ближайшем будущем. Нефтяные топлива обладают особой ценностью для транспортных средств (основных потребителей энергии), в силу удобства перевозки, поэтому в настоящий момент ведутся исследования по использованию угля для выработки жидких топлив, в том числе и моторных. Также огромны запасы ядерного топлива, однако его использование накладывает высокие требования к безопасности, высокие затраты на подготовку, эксплуатацию и утилизацию топлива и попутных материалов. 

Мировое потребление  ископаемых топлив составляет около 12 млрд т. у.т. в год. По данным BP Statistical review of World Energy 2003, за 2002 год потребление ископаемого топлива составило: 

• В Европейском  союзе (EU-15) — 1396 млн тонн нефтяного  эквивалента (2,1 млрд т. у.т.)

 

• 45 % — нефть, 25 % — газ (природный), 16 % — уголь, 14 % — ядерное топливо

 

• В США — 2235 млн тонн нефтяного эквивалента (3,4 млрд т. у.т.)

 

• 40 % — нефть, 27 % — газ (природный), 26 % — уголь, 8 % — ядерное топливо

 

Доля возобновимых источников энергии в энергобалансах 

• Европы  — 5 %
• США — 2 %

 

По приблизительным  оценкам энергопотребление России составляет 1,3 млрд т. у.т. в год. 

• 6 % — ядерное  топливо
• 4 % — возобновимые источники

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение 
 

За последние 20 лет мировое энергопотребление  возросло на 30 % (и этот рост, по-видимому, продолжится в связи ростом потребности  бурно развивающихся стран азиатского региона). В развитых странах за тот же период сильно изменилась структура потребления — произошло замещение части угля более экологичным газом (Европа и прежде всего Россия, где доля газа в потреблении составила до 40 %), а также возросла с 4 % до 10 % доля атомной энергии. 

После приведения цифр стоит указать пример Австралии, в балансе которой солнечная  энергетика занимает около 30 %. Эту долю потребляет солевая промышленность, вырабатывающая продукцию естественным испарением на солнце. 

Все процессы добычи, переработки и транспортировки топлива охватывает топливная промышленность, которая является составной частью топливно-энергетического комплекса (ТЭК). Все отрасли ТЭК взаимосвязаны. 

 Чтобы учитывать  пропорции в добыче различных  видов топлива, его

 распределении  и использовании в стране, применяют  топливные балансы -таблицы, выражающие  соотношения добычи различных  видов топлива и их использованием  в хозяйстве. Топливные балансы  составляются, как правило, на  основе единицы условного топлива. В топливном балансе СССР до 1990 г. лидировала нефть, с 1990 г. на первое место вышел газ. Эта ситуация сохраняется до сих пор, а газ является основным экспортным продуктом России. Топливная промышленность нашей страны имеет редкую возможность опираться исключительно на собственные запасы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы 

1.Википедия-свободная энциклопедия http://ru.wikipedia.org 

2. http://www.yandex.ru